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2010 | Buch

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Sound-Engineering im Automobilbereich

Methoden zur Messung und Auswertung von Geräuschen und Schwingungen

herausgegeben von: Klaus Genuit

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Aufgrund steigender Komfortansprüche der Kunden im Automobilbereich gewinnen Noise Vibration Harshness (NVH), Sound Design und Fahrkomfort an Bedeutung; Fahrzeugakustik wird zu einem wichtigen Aufgabenfeld in der Automobilentwicklung. Ingenieure in der Branche (Automobilhersteller und Zulieferer) arbeiten von der Konzeptphase über die Komponenten- und Fahrzeugentwicklung bis hin zur Serienphase zusammen an der Optimierung dieser Themengebiete. Dabei muss in der industriellen Praxis die Fahrzeugakustik stets integrativ im Kontext weiterer Entwicklungsfelder (wie Antrieb, Aerodynamik, Design, Package, Fahrwerk, Sicherheit) behandelt werden, sie entzieht sich einer isolierten Betrachtung.

Die Leser erhalten mit diesem Überblickswerk die Möglichkeit sich dem Thema schnell anzunähern, auf Grundlagen und Details gezielt zugreifen zu können und die für die berufliche Praxis notwendige Kompetenz aufzubauen. Die Autoren behandeln sowohl die Fahrzeuginnengeräusche als auch und Fahrzeugaußengeräusche.
Hilfreiche akustische Beispiele (auf extras.springer.com abrufbar) unterstützen die textlichen Ausführungen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Grundlagen der Fahrzeugakustik

Zusammenfassung

In der Fahrzeugakustik finden sich Probleme der Ausbreitung von Schwingungen und Luftschall in vielfältigen Zusammensetzungen. Allein die unterschiedlichen Quellen der Geräusche bedürfen einer detaillierten Betrachtung, und Fragen der Ausbreitungswege und Kopplungen bis hin zur Beurteilung des resultierenden Schalls „am Fahrerohr“ sind nur auf Grundlage einiger elementarer physikalischer Gegebenheiten zu behandeln. Somit müssen die akustischen Phänomene der Wellenausbreitung, die Zusammensetzung der Schallsignale sowie die Signalcharakteristika selbst analysiert und beurteilt werden.

Michael Vorländer

2. Das menschliche Gehör und Grundlagen der Psychoakustik

Zusammenfassung

Das menschliche Gehör ist ein äußerst komplexes Empfangs- und Signalverarbeitungssystem. Es ist als Schallanalysator in Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit von technisch-analytischen Verfahren nach wie vor unerreicht. Die Signalverarbeitung läuft auf Grundlage komplexer Prozesse ab, die in ihrer Gesamtheit bislang nicht vollständig erfasst sind. Verschiedene Modelle zur gehörgerechten Zeit- und Frequenzanalyse ahmen jene komplexen Prozesse und Verarbeitungsmechanismen nach, die im menschlichen Gehör vollzogen werden.

Klaus Genuit, Roland Sottek

3. Akustikgestaltung in der Fahrzeugentwicklung

Zusammenfassung

Die zielgerichtete Entwicklung der Fahrzeugakustik stellt eine hochkomplexe, integrative Aufgabenstellung im Rahmen der Fahrkomfortgestaltung des Automobils dar. Die Wahrnehmung der Komforteigenschaften eines Fahrzeugs erfolgt grundsätzlich als Wahrnehmung der Wirkung dieser Eigenschaften über einen oder mehrere Wahrnehmungskanäle des Menschen: visuell, auditiv, haptisch, olfaktorisch. Die individuelle Wahrnehmung ist hierbei subjektiv und daher mit rein physikalisch objektiven Messgrößen allein nur unvollständig zu beschreiben. Sie hängt einerseits von den Eigenschaften des betrachteten Fahrzeugs oder einer erlebten Situation ab und andererseits außerdem von der Sozialisation des Bewertenden und der Umgebung, in der die Bewertung stattfindet (Wikipedia). Der Fahrkomfort, den ein Fahrzeug Fahrer und Beifahrern bietet, wird also wegen unterschiedlicher Erwartungen des Kunden in den verschiedenen Weltmärkten sehr unterschiedlich erlebt.

Bernd Pletschen

4. Bewertung von Fahrzeuggeräuschen

Zusammenfassung

Bei der Wahrnehmung und Beurteilung eines Automobils sind unzählige Merkmale und Eigenschaften von Bedeutung. Dabei können Merkmale objektiv-technisch beschrieben werden, wie Angaben zur Motorisierung, Höchstgeschwindigkeit, Drehmoment, zulässige Zuladung, Verbrauch usw. Daneben sind weitere Eigenschaften von Bedeutung, die sich einer einfachen objektiv-technischen Beschreibung entziehen. Hier sind Begriffe zu nennen, wie Sicherheit, allgemeine Qualitätsanmutung, Design, Ergonomie, Komfort, Haptik, Fahrdynamik, Zuverlässigkeit, die deutlich schwieriger objektiv erfassbar und beschreibbar sind (Abb. 4.1).

Klaus Genuit, Brigitte Schulte-Fortkamp, André Fiebig, Michael Haverkamp

5. Charakterisierung von Störgeräuschen

Zusammenfassung

Ein Automobil-Kunde, der wegen Knarzen, Klappern usw., den so genannten Störgeräuschen in die Werkstatt fährt, hat das Gefühl, ein schlechtes Produkt zu besitzen und ärgert sich! Durch Reduzierung von Motor-, Abroll-, und Windgeräuschen wurden Ende der „Neunziger“ Jahre die Fahrzeuge im Innenraum immer leiser, so dass Geräusche, die vorher verdeckt wurden, jetzt als störende Geräusche für Fahrer und Mitfahrer hervortreten.¹

Klaus F. Steinberg

6. Wesentliche Geräuschquellen im Fahrzeug und deren Charakterisierung

Zusammenfassung

Der Motor ist die Kraftquelle des Fahrzeugs. Leider klingt er nicht immer so. Viele Funktionsgeräusche dieses maschinenbaulichen Konstrukts gilt es zu besänftigen und das psychoakustisch wirksame Potential an die Fahrgastzelle anzubinden.

Klaus Engel, Bernhard Snitil, Klaus Wolff, Rainer Handel, Jan Krüger, Frank Gauterin, Martin Helfer, Otto Brass

7. Fahrzeug-Außengeräusch

Zusammenfassung

Wirtschaftliches Wachstum ist mit steigenden Anforderungen an Mobilität und Transport verknüpft. Zukunftsorientierter Fortschritt muss hierbei die Wirkungen von Verkehrsgeräuschen auf Mensch und Umwelt berücksichtigen, um eine hohe Lebensqualität sicherstellen zu können. Mehr als die Hälfte der Bevölkerung in der EU fühlt sich durch Verkehrslärm belästigt oder befürchtet direkte Auswirkungen auf Gesundheit und Wohlbefinden. Nach einer repräsentativen Umfrage des Umweltbundesamtes fühlen sich durch Straßenverkehrslärm 20 % der Bevölkerung stark oder wesentlich belästigt (UBA 2008). Daher ist das „Fahrzeug-Außengeräusch“ Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte zu Themen wie Identifikation wesentlicher Geräuschquellen, Zusammenhang zwischen Verkehrsgeräusch und Belästigung, medizinische Folgen aufgrund chronischer Lärmexposition, Geräuschqualität, Entwicklung neuer Methoden und Technologien zur Fahrzeug-Außengeräuschmessung und das Fahrzeug-Außengeräusch als wesentliches Produktattribut, das aktiver Gestaltung bedarf.

Klaus Genuit

8. Messung und Analyse

Zusammenfassung

Für die Beurteilung von Akustik und Fahrkomfort eines Fahrzeugs gilt in der Fahrzeugentwicklung immer noch der alte Grundsatz: „Der Kunde fährt nicht am Prüfstand, sondern auf der Straße“. Daher werden Gesamtbeurteilungen des Entwicklungsstandes und Konkurrenzvergleiche (Benchmarking) nach wie vor auf der Straße durchgeführt, meist auf ausgewählten Fahrbahnen am Prüfgelände oder im Rahmen der regelmäßigen Winter- und Sommererprobungen unter extremen Witterungsverhältnissen.

Hartmut Bathelt, Michael Scheinhardt, Hendrik Sell, Roland Sottek, Sandro Guidati, Martin Helfer

9. Geräuschgestaltung

Zusammenfassung

Neben technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten spielen beim Kauf eines Automobils auch emotionale Aspekte eine erhebliche Rolle. Bei hochwertigen Produkten insbesondere mit ausgeprägt sportlichem Charakter kommt daher neben der Optik und Haptik auch dem „Sound“ eine wesentliche Bedeutung zu (Genuit et al. 1998), Zintel u. Unbehaun 2005).

Bernhard Pfäfflin, Hans-Martin Gerhard, Peter Ehinger, Rudolf Herrmann, Hartmut Bathelt, Michael Scheinhardt, Jan Krüger

10. Simulation und virtuelle Realität

Zusammenfassung

Mit Hilfe akustischer Berechnungen ist es möglich, aufwendige Messungen an Fahrzeugprototypen deutlich zu reduzieren. Dieses Kapitel gibt einen kurzen Überblick über die wichtigsten derzeit verfügbaren Methoden. Dabei wird zunächst auf Elementverfahren, wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) und die Boundary-Elemente-Methode (BEM), näher eingegangen. Während diese vor allem im tieffrequenten Bereich eingesetzt werden, kommen bei höheren Frequenzen vermehrt Verfahren zum Einsatz, die auf Energieformulierungen beruhen. Exemplarisch wird hier die Funktionsweise und der Einsatz der Statistischen-Energie-Analyse (SEA) erläutert. Anhand von repräsentativen Beispielen werden die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Verfahren aufgezeigt, wobei vor allem auch auf Vergleiche zwischen Rechnung und Messung eingegangen wird.

Otto von Estorff, Marian Markiewicz, Ali Özkan, Olgierd Zaleski, Reinhard Blumrich, Klaus Genuit, André Fiebig

Backmatter

Titel: Sound-Engineering im Automobilbereich
herausgegeben von: Klaus Genuit
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-01415-4
Print ISBN: 978-3-642-01414-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-01415-4

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